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レーザーは分子を冷却します

05.09.2017

熱運動がほとんどない非常に冷たい分子は、分子自体の特性の研究から量子コンピューターの作成まで、さまざまな研究のために物理学者によって必要とされます。この場合、さまざまな反応も減速するはずであり、進行中のプロセスを研究することが可能になると考えられています。しかし、超低温を達成する過程で、自然は多くの障壁を確立しました。

インペリアルカレッジロンドンのセンターフォーコールドマターの記録的な業績の著者は、分子のレーザー冷却の最も一般的な方法であるドップラーを使用しました。

そのメカニズムを理解するには、原子はそのエネルギー準位の差に等しいエネルギーを持つ光子を吸収および放出することを思い出してください。この方法では、吸収に必要な周波数よりも幾分低いレーザー放射の周波数が選択されます。しかし、ドップラー効果により、光子に向かって移動する原子は、それがより高い周波数を持ち、吸収がまだ発生していることを「認識」します。

次に、励起された原子は、より高い周波数の光子を自発的に放出します。したがって、そのような吸収と放射のサイクルごとに、運動エネルギーの一部が失われ、冷却されます。ドップラー効果により周波数がさらに低下し、吸収が不可能になるため、原子は追い越すレーザービームに反応しません。

さまざまな方向に進むいくつかのレーザービームは、原子の動きをどの方向にも減速させます。はちみつや糖蜜のような粘性のある液体の中を原子が動いているようです。この冷却方法は「光学糖蜜」と呼ばれます。

しかし、この方法では、分子や原子を数百マイクロケルビン未満の温度まで冷却することはできません。実際には、不確実性の関係により、光子は XNUMX つの周波数ではなく、周波数の全範囲で吸収されます。物理学者は、スペクトル線には幅があると言います。しかし、原子の速度が遅いと、両方向からの光子が吸収され、この方法は機能しなくなります。これが発生する温度は、ドップラー限界と呼ばれます。

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量子もつれのエントロピー則の存在が証明された 09.05.2024

量子力学は、その神秘的な現象や予期せぬ発見で私たちを驚かせ続けています。最近、理化学研究所量子コンピューティングセンターの Bartosz Regula 氏とアムステルダム大学の Ludovico Lamy 氏が、量子もつれとそのエントロピーとの関係に関する新しい発見を発表しました。量子もつれは、現代の量子情報科学技術において重要な役割を果たしています。ただし、その構造は複雑であるため、理解と管理が困難になります。レグルスとラミーの発見は、量子のもつれが古典系と同様のエントロピー規則に従うことを示しています。この発見は、量子情報科学技術の分野に新たな視点をもたらし、量子のもつれと熱力学との関係についての理解を深めます。研究結果は、もつれ変換の可逆性の可能性を示しており、これにより、さまざまな量子技術での使用が大幅に簡素化される可能性があります。新しいルールを開く ... >>

ミニエアコンソニーレオンポケット5 09.05.2024

夏はリラックスしたり旅行したりするのに最適な時期ですが、多くの場合、暑さが耐え難い苦痛に変わることがあります。ソニーの新製品、Reon Pocket 5 ミニエアコンをご紹介します。ユーザーにとって夏をより快適にすることを約束します。ソニーは、暑い日に体を冷やすユニークなデバイス、Reon Pocket 5 ミニコンディショナーを導入しました。首にかけるだけでいつでもどこでも涼しさを楽しめます。運転モードの自動調整と温度・湿度センサーを搭載したミニエアコンです。革新的なテクノロジーのおかげで、Reon Pocket 5 はユーザーのアクティビティや環境条件に応じて動作を調整します。ユーザーはBluetooth経由で接続された専用モバイルアプリを使用して簡単に温度を調整できます。さらに、ミニコンディショナーを取り付けられる、便利な特別デザインのTシャツとショーツも用意されています。デバイスはああ、 ... >>

スターシップのための宇宙からのエネルギー 08.05.2024

新技術の出現と宇宙計画の発展により、宇宙での太陽エネルギーの生産がより実現可能になってきています。スタートアップ企業のトップである Virtus Solis は、SpaceX の Starship を使用して地球に電力を供給できる軌道上発電所を構築するというビジョンを共有しました。スタートアップ企業のVirtus Solisは、SpaceXのStarshipを利用して軌道上に発電所を建設するという野心的なプロジェクトを発表した。このアイデアは太陽エネルギー生産の分野を大きく変え、より利用しやすく、より安価になる可能性があります。このスタートアップの計画の中核は、Starshipを使って衛星を宇宙に打ち上げるコストを削減することだ。この技術的進歩により、宇宙での太陽エネルギー生産は従来のエネルギー源と比べてより競争力のあるものになると期待されています。 Virtual Solis は、Starship を使用して必要な機器を配送し、軌道上に大型太陽光発電パネルを構築することを計画しています。ただし、重要な課題の 1 つは、 ... >>

強力なバッテリーを作成する新しい方法 08.05.2024

技術の発展とエレクトロニクスの使用拡大に伴い、効率的で安全なエネルギー源を作り出すという問題はますます緊急になっています。クイーンズランド大学の研究者らは、エネルギー産業の状況を変える可能性のある高出力亜鉛ベース電池を開発するための新しいアプローチを発表した。従来の水ベースの充電式電池の主な問題の 1 つは電圧が低いことであり、そのため最新の機器での使用が制限されていました。しかし、科学者によって開発された新しい方法のおかげで、この欠点は見事に克服されました。研究の一環として、科学者たちは特別な有機化合物であるカテコールに注目しました。これは、バッテリーの安定性を向上させ、効率を高めることができる重要なコンポーネントであることが判明しました。このアプローチにより、亜鉛イオン電池の電圧が大幅に向上し、競争力が高まりました。科学者によると、このようなバッテリーにはいくつかの利点があります。彼らはbを持っています ... >>

温かいビールのアルコール度数 07.05.2024

最も一般的なアルコール飲料の 1 つであるビールは、飲む温度によって変化する独自の味を持っています。国際的な科学者チームによる新しい研究で、ビールの温度がアルコールの味の知覚に大きな影響を与えることが判明しました。材料科学者のレイ・ジャン氏が主導したこの研究では、温度が異なるとエタノールと水分子が異なる種類のクラスターを形成し、それがアルコールの味の知覚に影響を与えることが判明した。低温ではより多くのピラミッド状のクラスターが形成され、「エタノール」の辛味が軽減され、飲み物のアルコール感が軽減されます。逆に温度が上がるとクラスターが鎖状になり、アルコール感が強くなります。これは、白酒などの一部のアルコール飲料の味が温度によって変化する理由を説明します。得られたデータは飲料メーカーに新たな可能性をもたらします。 ... >>

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ガソリンの代わりにアルコール 01.01.2013

車が石油燃料から生物学的エチルアルコールに変わると、大都市の空気はきれいになりますか? 結局のところ、アルコールを燃やすと、硫黄と窒素酸化物なしで、水と二酸化炭素だけが得られます。ブラジル最大の都市サンパウロで毎年実施されている意図しない実験では、雰囲気を改善するには、「アルコール」の車をたくさん用意する必要があることが示されています。

サンパウロには約 XNUMX 万台の車があり、そのうち XNUMX 万台はガソリンとアルコールの両方で走ることができます。ガソリンの価格は、世界の石油価格に関係なく州によって規制されており、年間を通じて安定していますが、アルコールの価格は変動し、サトウキビが収穫されるたびに下がります. したがって、アルコールに切り替えることができるほぼすべての車の所有者は、毎年数か月間アルコールに切り替える.

ブラジルの環境保護活動家は、市内の 22 か所の観測所で定期的に収集された大気汚染に関するデータを分析しました。「アルコールの季節」の間、空気の質は改善されないことが判明しました。つまり、効果が顕著になるためには、車両の XNUMX 分の XNUMX 以上がアルコールを使用している必要があります。

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